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SIL - Sicurezza funzionale

La Safety Integrity Level, abbreviata SIL, riguarda principalmente la tecnica di processo. Il livello di integrità di sicurezza consente la definizione di requisiti per descrivere la probabilità di guasto di un dispositivo o sistema.

SIL in zone Ex: Norme

L'obiettivo di SIL è il raggiungimento della massima sicurezza di esercizio. In caso di guasto alle apparecchiature o ai sistemi, la situazione viene inquadrata in una condizione definita. L'applicazione in base alle norme avviene secondo una probabilità statistica. Determinanti sono le norme basilari IEC 61508 e IEC 61511.

In molte industrie della tecnica di produzione e processo viene impiegato il SIL, inclusa l'industria chimica, raffinerie, convogliamento di gas e petrolio, produzione di carta, alimentazione tradizionale.

Negli impianti in ambienti a rischio di esplosione occorre considerare, oltre alla sicurezza funzionale, l'applicazione delle norme Ex EN 60079-0 e seguenti.

IEC 61508: Produttore

IEC 61508 descrive i requisiti che devono rispettare i produttori di apparecchiature o sistemi.

Il titolo recita: "Sicurezza funzionale per sistemi elettrici, elettronici o elettronici programmabili legati alla sicurezza"

IEC 61511: Installazione e funzionamento di impianti

La norma IEC 61511 descrive i requisiti per l'installazione e il funzionamento di impianti dotati di sicurezza funzionale.

Il titolo recita: "Sicurezza funzionale - ‍Sistemi tecnici di sicurezza per l' industria di processo"

Il rispetto della norma viene stabilito dal gestore, dal proprietario e dal progettista sulla base di piani di sicurezza e di normative nazionali. Vengono descritti inoltre i requisiti delle apparecchiature, per poterle impiegare in un'applicazione, mediante l'esercizio continuato (proven-in-use).

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Applicazione di SIL

Per applicare la norma SIL occorre rispettare la totalità del percorso di segnale. In una tipica applicazione tecnica di sicurezza, il calcolo del livello di integrità di sicurezza si ottiene in base alle probabilità medie di guasto dei singoli dispositivi.

In sintesi: nella norma IEC 615078-1, Tabella 2, è descritto il rapporto tra la probabilità media di guasto e il livello SIL raggiungibile. Facendo riferimento al livello richiesto è possibile calcolare il budget necessario per la somma di tutti i valori PFD (Probability of Failure on Demand).

A titolo esemplificativo viene adottato un impianto con struttura a un canale e prestazioni minime. In questo caso, il valore medio PFD si trova tra 10-3 e 10-2 in un SIL pari a 2.

La tabella illustra i valori limite di guasto.

SILmodalità operativa a prestazioni ridotte
(probabilità di guasto media della funzione proposta come requisito)
4da ≥ 10-5 a < 10-4
3da ≥ 10-4 a < 10-3
2da ≥ 10-3 a < 10-2
1da ≥ 10-2 a < 10-1
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Esempio applicativo

Esempio: ripartizione dei valori SIL  

Ripartizione possibile dei valori PFD in un circuito di regolazione di sicurezza

Il sensore e attuatore sono installati sul campo e sottoposti a carico chimico e fisico, tra l'altro dal mezzo di processo, dalla pressione, temperatura, vibrazione. Il rischio di guasto di questi componenti è relativamente elevato, per questo si prevedono il 25% per il sensore e il 40% per l'attuatore dell'intera PFD (Probility of Failure on Demand).

Per il controllore protetto da guasti rimane il 15% mentre per i moduli Interface il 10% ciascuno. Entrambi non sono in contatto con il mezzo di processo e di norma si trovano in un quadro elettrico protetto.

Alla base del calcolo ci sono valori tipici.

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Concetti relativi alle norme EN 61508 e EN 61511

Abbreviazione TermineTermine/Definizione
SILSafety Integrity Level (livello di integrità di sicurezza)
Uno dei quattro stadi discreti, per valutare i requisiti per l'affidabilità delle funzioni di sicurezza nei sistemi E/E/PE, il cui significato è sistemi elettrici/elettronici/elettronici programmabili. SIL 4 rappresenta lo stadio più elevato mentre 1 quello inferiore dell'integrità di sicurezza.
EUCEquipment under control
Dispositivi, macchinari, apparati o impianti utilizzati per la produzione, la trasformazione dei materiali o il trasporto.
MTBFMean Time Between Failures
Tempo medio previsto tra i guasti.
PFDProbability of Failure on Demand
Probabilità di un guasto su richiesta. Descrive la probabilità in cui un sistema tecnico di sicurezza non esegue la sua funzione in caso di necessità.
PFDavgAverage Probability of Failure on Demand
Probabilità media di guasto della funzione su richiesta.
E/E/PESSistemi elettrici/elettronici/elettronici programmabili
Tutte le apparecchiature e sistemi elettrici con i quali è possibile eseguire una funzione tecnica di sicurezza, comprendendo apparecchiature elettriche semplici e controllori a logica programmabile (PLC) di ogni tipo.
PFHProbability of dangerous Failure per Hour
Probabilità di un guasto pericoloso all'ora.
SFFSafe Failure Fraction
Percentuale di guasti non pericolosi. Questo valore si ottiene dal tasso dei guasti non pericolosi più il tasso dei guasti diagnosticati o riconosciuti rispetto al tasso di guasto totale del sistema.
SIFSafety Instrumented Function
Funzione tecnica di sicurezza.
SISSafety Instrumented System
Sistema tecnico di sicurezza, costituito da una o più funzioni tecniche di sicurezza. Per ciascuna delle funzioni tecniche di sicurezza è valido un requisito SIL.
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